二、质谱仪和回旋加速器
(1)回旋加速器主要由哪几部分组成?
(2)电场和磁场各起什么作用?
(3)带电粒子的最大动能与什么因素有关?
提示:(1)两个中空的半圆金属壳,两盒间有电势差,两个半圆盒处于与盒面垂直的匀强磁场中。
(2)电场使粒子加速,磁场使粒子偏转。
(3)与磁感应强度B和D形盒的半径r有关。
1.质谱仪:
(1)结构:
(2)带电粒子运动分析:
①加速电场加速:根据动能定理,qU= mv2。
②匀强磁场偏转:洛伦兹力提供向心力,qvB=。
③结论:r= ,测出半径r,可以算出粒子的比荷或算出它的质量。
(3)应用:测量带电粒子的质量和分析同位素。
2.回旋加速器:
(1)工作原理:
①两个D形盒之间的窄缝区域存在周期性变化的电场,带电粒子经过该区域时被加速。
②两个D形盒处于与盒面垂直的匀强磁场中,带电粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,从而改变运动方向,半个周期后再次进入电场。
(2)速度和周期:在回旋加速器中,带电粒子的速度逐渐增大,粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期T= ,并保持不变。
